Назначение и принцип работы тормозных колодок.
Тормозные колодки в паре с диском являются той системой, которая обеспечивает перераспределение и гашение кинетической энергии автомобиля. Фрикционный материал колодок обладает высоким коэффициентом трения по отношению к металлу тормозного диска (барабана), за счет чего, собственно, и останавливается вращение колес. Как и тормозные диски, колодки играют важную роль в обеспечении безопасности как самого водителя и пассажиров автомобиля, так и других участников дорожного движения. Независимо от конструкции тормоза (дисковый или барабанный), задача колодок – останавливать вращающийся тормозной диск за счет сильного трения при контакте. В дисковых тормозах колодки зажимают плоскость с двух сторон, в барабанных – прижимаются к окружности обода изнутри. В обоих случаях поверхность трения колодок покрыта материалом с высоким коэффициентом трения, рассчитанным по вязкости и твердости для оптимальных показателей износа диска и самих колодок, мягкости включения тормозов и степени сцепления с металлом. Основная задача колодок – эффективно работать в любую погоду и при любых, даже неблагоприятных условиях. Самой сложной задачей для автомобильных тормозов можно считать работу в условиях высокой влажности: вода понижает коэффициент трения, как между колодками и дисками, так и между шинами и дорогой.Виды тормозных колодок.
На мощных и тяжелых автомобилях дисковые тормоза ставятся на все 4 колеса, но до недавнего времени выпускаемые машины оснащались барабанными тормозами, устанавливаемыми на задний мост. Преимущество барабанных тормозов – в меньшем износе и простоте изготовления, но есть и недостатки: низкая эффективность, из-за которой их не устанавливают на передний мост, и склонность к перегреву из-за закрытой конструкции.Тормоза на переднем мосту несут нагрузку примерно в 2 раза больше, чем на заднем, и на передние колеса устанавливаются только дисковые тормоза – более эффективные, менее подверженные перегреву, но при этом и быстрей изнашивающиеся.
Конструкция и материалы изготовления.
Хорошая тормозная колодка имеет многослойную структуру, каждый из компонентов которой выполняет определенную функцию. Учитывая, что тормозная система должна быть не только эффективной, но и комфортной (для гражданских, не гоночных автомобилей), в структуре колодок присутствуют материалы, снижающие уровень шума во время работы. А для качественного сцепления рабочего слоя с металлическим основанием колодки служит специальный адгезивный материал.Наибольшую толщину имеет фрикционный слой – основная функциональная часть колодки. Поверх него многие производители наносят тонкий слой «притирочного» материала: когда колодка устанавливается не на новый диск, притирочный материал позволяет быстро подогнать поверхность колодки под неровности (выработку) диска и таким образом увеличить поверхность контакта.
От состава и свойств фрикционного слоя зависит и срок службы самой колодки, и изнашиваемость тормозного диска, и эффективность торможения. Многие производители разрабатывают и патентуют собственные рецептуры фрикционного материала, улучшающего те или иные потребительские качества. Как правило, это сложный сплав, содержащий 20 и более компонентов. Существовавшее до недавнего времени разделение материалов на асбестсодержащие и безасбестовые уже почти утратило актуальность: все серьезные производители придерживаются новых требований к безопасности материалов и не добавляют асбест в состав фрикционного слоя. Сегодня на рынке представлены 3 основных разновидности колодок: металлосодержащие, органические и керамические.
- Органические колодки – одни из самых распространенных на сегодняшний день. Основой фрикционного сплава служит углеродистый материал (чаще всего графит), к которому добавляются усилители трения и связующие компоненты: бронзовая стружка, кевлар, стекловолокно и различные полимеры, в том числе резину. Органические колодки требуют «докатки» для окончательного формирования рабочего слоя (постепенное повышение температуры). Это достаточно мягкий материал, обладающий низкой износоустойчивостью и чувствительный к попаданию влаги на поверхность трения.
- Металлосодержащие колодки содержат до 65% металлических включений (в основном меди или стали), улучшающих теплоотдачу. Такие колодки показывают отличные результаты при высоких температурах, но достаточно агрессивны к материалу тормозного диска.
- Керамические тормозные колодки сочетают в себе преимущества органики и металла: отлично выдерживают высокие температуры (вплоть до 900оС во время спортивных гонок), износостойкие, работают в условиях высокой влажности, щадящие к металлу дисков. Единственный их недостаток – высокая цена.
При выборе тормозных колодок нужно учитывать, что установка профессиональных спортивных моделей на гражданские автомобили нецелесообразна: керамика показывает оптимальные результаты только при прогреве до температуры 200оС и выше, чего в городских условиях добиться довольно сложно. Поэтому при выборе колодок лучше ориентироваться не только на цену и материалы, но и на режим их эксплуатации и собственные потребности.
